“动物的克隆繁殖”一课的教学

生物学课程标准对高中选修部分进行了这样的定位：选修模块是为了满足学生多样化发展的需要而设计的,有助于拓展学生的生物科技视野、增进学生对生物科技与社会关系的理解、提高学生的实践和探究能力。     

空心莲子草地下茎克隆繁殖特征

空心莲子草是一种原产于南美洲的苋科多年生草本植物,目前在许多地方已经成为一种危害十分严重的外来入侵植物。通过地下茎等营养器官进行无性繁殖是其主要繁殖方式。本文以空心莲子草的地下茎为实验材料,对其克隆繁殖特征进行了研究。研究结果表明:(1)地下茎的节是克隆繁殖的必要条件,节的有无决定克隆繁殖是否发生;(2)地下茎可以通过控制单位节上的出芽率来调节其克隆生长过程,从而使克隆繁殖结果更有利于整个种群的生长;(3)地下茎的粗细程度对其克隆繁殖也有显著影响。空心莲子草地下茎的单位节数与其单位节出芽率、无性系小株的高度和地上部分的节数之间存在密切联系。     

克隆生长对入侵植物剑叶金鸡菊交配系统的影响

剑叶金鸡菊本地蜂平均每朵花序每30 min访花昆虫数约10个左右,平均飞行距离为12.71 cm,最长飞行距离为60 cm,每朵花停留时间较长约10 s,每个传粉昆虫平均访问剑叶金鸡菊基株数为2.59株。充足的花粉资源、访花昆虫数量多及每个飞行回合较高访问基株数,以及剑叶金鸡菊生育期后期出现的游击型克隆生长特性使得有利于居群相同基因型克隆分株的驱散,这样的一些特性降低了同株授粉的几率,保障了花粉资源,从而避免了克隆性对异交交配系统的不利影响,保证了高异交率。这样克隆生长没有影响到有性生殖,相反剑叶金鸡菊可以发挥两种繁殖策略的优势,从而促进入侵。     

不同高程短尖苔草对水位变化的生长及繁殖响应

在淡水湿地生态系统中,水位通常是制约植被生长和繁殖动态的关键因素,进而对物种组成、群落演替和植被分布格局产生决定性影响。无性繁殖是洞庭湖湿地克隆植物适应环境胁迫的重要策略之一,以洞庭湖湿地典型克隆植物-短尖苔草(Carex brevicuspis C.B.Clarke)为对象,研究了不同分布高程(23.7 m和25.8 m)的植物对水位变化(0 cm,-15 cm,-30 cm)的生长和繁殖特征响应。结果表明:水位变化对不同分布高程分布短尖苔草的生长和克隆繁殖特征均产生显著影响(P0.05)。对高程区的短尖苔草而言,克隆繁殖特征如分株数、分株总生物量、芽数和芽生物量随水位的降低而增加,而对生长特征(株高及总生物量)无显著影响(P0.05),表明适当干旱有利于高程区苔草的克隆繁殖。对于低程区分布短尖苔草而言,水位变化对其生长特征有显著影响(P0.05),如株高和总生物量随着水位的降低而增加;分株数和总芽生物量等克隆繁殖特征则随水位的降低而减少,而水位对低程区短尖苔草的分株总生物量和总芽数影响不显著(P0.05)。因此,短尖苔草的克隆繁殖特征除受到水位的影响外,还受其分布高程的影响。可见,同一种短尖苔草因长期适应于不同生境而对相同的环境胁迫表现出了不同的生长繁殖策略,     

入侵植物加拿大一枝黄花对土壤水分变化的生态学响应

以盆栽的入侵植物加拿大一枝黄花为材料,在100%(CK)、80%(W_80)、60%(W_60)和40%(W_40)土壤田间持水量条件下,研究了该植物的生长、生物量分配和光合生理特征,以探讨其入侵机制.结果表明:(1)加拿大一枝黄花的生长速率、株高、叶面积(叶长、叶宽)等均随土壤含水量的降低而下降;总生物量及根、茎、叶各器官生物量积累均随土壤含水量的减少而呈不同程度降低,根生物量比、叶生物量比和根冠比则表现出逐渐增大趋势,并在W_40处理下达到最大;克隆生长在W_40处理下受到严重抑制,表现为无克隆分株和二级根茎,分枝强度低、根茎直径小等特征.(2)随着土壤含水量减少,植株叶绿素a、叶绿素b和叶绿素总量逐渐下降,叶绿素a/b比值却升高,同期的净光合速率、最大净光合速率、光饱和点下降,而光补偿点却上升,其光适应范围逐渐变小.研究发现,加拿大一枝黄花具有较强的抗旱性和耐旱性,但重度干旱仍严重影响其正常生长,其适宜的水分生态位是中偏湿的土壤环境;其通过一系列形态和生理上的可塑性变化来适应和占据各种异质性生境,表型可塑性可能是其成功入侵的重要机制.     

斑苦竹无性系种群克隆繁殖的动态与调节研究

本文依据了JLHarper (1977)的构件生物(madular organism)种群理论,将某一特定生境内的斑苦竹竹子的集合作为一个无性系种群,研究了它的克隆繁殖构件的数量动态,以及克隆繁殖与无性系基株年龄和分株密度的关系。结果表明:斑苦竹以Ⅲ龄级基株形成的克隆繁殖构件(笋芽)数量最多,以后,随龄级的增大而逐渐减少。发笋数、退笋数和成竹数均与无性系分株密度相关,它们的最适密度都为2.5×10⁴株/ha。退笋率和成竹率与繁殖构件的出土时间呈直线相关关系。退笋率模型:D=27.253+0.702t(R²=0.636)成竹率模型:M=72.662-0.701t(R²=0.634)     

海南三七（姜科）的食源性欺骗传粉

有花植物为繁殖成功,进化出各种各样的花部特征来吸引传粉者,如为传粉者提供花蜜、花粉、栖息地等,然而在33科146属的被子植物中也存在着不提供任何报酬而欺骗昆虫为其传粉的现象。这种欺骗性传粉模式主要出现在高度进化的具有多样化传粉模式的兰科植物中。报道了在姜科植物中首次发现的食源性欺骗传粉模式。对姜科山柰属海南三七进行连续2年的传粉生物学观察和研究发现,海南三七的花在早上5:30～6:00之间开放,下午17:00～18:00左右闭合萎蔫,持续大约11～12h。开花过程中花粉活性与柱头可受性均保持较高水平(>90%)。花粉/胚珠比率(P/O)为82.20±47.89(n=20)。木蜂是其主要的访花和传粉昆虫,访花目的是吸取花蜜。海南三七虽有细长线形的蜜腺,但并不分泌花蜜作为传粉昆虫访花的报酬,采用食源性欺骗的方式欺骗木蜂为其传粉。繁育系统的研究表明广西弄化的海南三七居群主要是通过根茎进行无性繁殖。     

增加水分与养分对克隆植物羊柴自然种群繁殖权衡的影响

 羊柴(Hedysarum laeve)是豆科多年生半灌木,在自然条件下可以同时进行有性繁殖和克隆繁殖。该文在野外条件下研究了不同水平的水分和养 分处理对羊柴种群的繁殖权衡的影响。结果表明,与对照相比,增加一定量的水分处理显著减少了花和荚果的生物量;显著增加了克隆分株枝 的生物量,显著减少了分株根茎的生物量, 但没有影响其它部分的生物量。增加一定量的水分会抑制有性繁殖,改变生物量对克隆繁殖分株各 部分的分配比例。与对照相比,增加一定量的养分能够促进有性繁殖,抑制克隆繁殖。     

杉木人工林凋落物量对氮沉降增加的初期响应

通过野外模拟试验,研究了杉木人工林凋落物对氮沉降增加的初期响应。试验设计为4种处理,分别为N0(0kgN.hm-2.a-1,对照)、N1(60kgN.hm-2.a-1)、N2(120kgN.hm-2.a-1)、N3(240kgN.hm-2.a-1),3次重复。通过2年监测发现,对照样地的年凋落量为2427.51kg.hm-2,而经N1、N2、N3处理后,其年凋落物量分别为2238.10、2286.66和2599.50kg.hm-2。表明高氮(N3)处理显著增加了杉木林凋落物量(P<0.05),而中低氮处理(N1、N2)没有显著影响。各处理的总凋落物量表现出明显的季节动态,在2、5和7月出现3个比较明显的峰值。在凋落物的组成中,落叶占总凋落量的70.49%～73.67%,其次分别为落枝(19.38%～20.39%)、碎屑物(4.98%～7.70%)、落果(1.11%～2.16%)和树皮(0.29%～0.33%)。LSD多重比较显示,N3处理对落叶和落果产生显著影响,对其它组分的影响不明显。     

模拟源株密度对蝴蝶花生长和克隆繁殖的影响

通过不同蝴蝶花(Iris japonica)起始源株密度的控制实验, 探讨源株对克隆植物蝴蝶花克隆繁殖、生长和生物量分配的影响。结果表明: 1)克隆数量特征: 1个起始源株处理(O)蝴蝶花新分株数显著高于2个起始源株(T)及4个起始源株处理(F), 而新分株死亡率显著低于后二者; 随着起始源株数增加(竞争增强), 一级与二级子株数显著降低。随着源株竞争增强, 克隆细根茎与根的长度、表面积、体积与根(茎)长密度逐渐降低。2)叶片特征: 随着源株竞争增强, 母株重度枯萎与总枯萎叶片数显著增加, 子株中度枯萎、重度枯萎与总枯萎叶片数显著增加; 源株竞争增强, 源株叶面积、源株与子株叶片数显著降低, 而源株叶面积比(leaf area ratio, LAR)显著增加。3)生物量及分配: 随着源株竞争增强, 细根茎、粗根茎、克隆繁殖、地上部分、地下部分及总生物量显著降低, 细根茎与地下部分分配降低, 母株粗根茎分配与地上部分分配显著增加。总的看来, 随着蝴蝶花源株竞争增强, 植株叶片生长状况受到更大的影响, 植株生长受限, 克隆繁殖减弱, 而其通过增加LAR, 提高叶片效率与增加母株粗根茎分配, 降低生长强度与消耗, 储备资源, 以待来年的生长与繁殖。